放射線攝像設(shè)備、系統(tǒng)和該設(shè)備的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種放射線攝像設(shè)備、放射線攝像系統(tǒng)和用于控制該放射線攝像設(shè)備的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]包括具有將諸如薄膜晶體管(TFT)等的開關(guān)與諸如光電轉(zhuǎn)換元件等的轉(zhuǎn)換元件組合的像素陣列的矩陣基板的放射線攝像設(shè)備作為在使用諸如X射線等的放射線的醫(yī)學圖像診斷和非損傷性檢查中所使用的放射線攝像設(shè)備已投入實踐使用。
[0003]近年來，對于增加放射線攝像設(shè)備的功能進行了研究。一個示例是包括用于監(jiān)視放射線的照射的功能。該功能使得能夠例如檢測開始來自放射源的放射線的照射的定時、檢測停止放射線的照射的定時、以及檢測放射線的劑量或者放射線的累積劑量。
[0004]日本特開2012-15913號公開一種包括用于獲取放射線圖像的攝像像素和用于檢測放射線的檢測像素的放射線攝像設(shè)備。此外，日本特開2012-15913號公開了一種經(jīng)由與檢測像素連接的開關(guān)元件讀取用于檢測放射線的信號的配置。此外，日本特開2012-15913號公開了這樣一種配置，在該配置中，適當?shù)厥跪?qū)動電壓在導通電壓和非導通電壓之間切換，以使得在讀取用于檢測的像素的信號時切換開關(guān)元件的導通狀態(tài)。
[0005]然而，在日本特開2012-15913號所述的放射線攝像設(shè)備中，在切換驅(qū)動電壓的情況下，信號線的電位可能由于作為控制線的電壓變化的結(jié)果的控制線和與開關(guān)元件連接的信號線之間的寄生元件(寄生電容)而發(fā)生變化。信號線的電位的變化有時導致放射線的照射的檢測精度不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種設(shè)備，其包括:檢測像素，其包括被配置成檢測放射線的入射的轉(zhuǎn)換元件和被配置成連接至用于檢測的所述轉(zhuǎn)換元件的開關(guān)元件；包括不同轉(zhuǎn)換元件和不同開關(guān)元件的不同像素，其中所述不同轉(zhuǎn)換元件連接至所述不同開關(guān)元件；信號線，其被共通連接至多個所述檢測像素的多個用于檢測的所述開關(guān)元件；驅(qū)動單元，其被配置成驅(qū)動所述不同開關(guān)元件和所述開關(guān)元件；以及控制單元，其被配置成控制所述驅(qū)動單元，其中，所述控制單元控制所述驅(qū)動單元，從而使得在向多個所述開關(guān)元件中的至少一個開關(guān)元件施加接通狀態(tài)電壓或者斷開狀態(tài)電壓的情況下，向與所述至少一個開關(guān)元件不同的相異開關(guān)元件施加相對所述接通狀態(tài)電壓或者所述斷開狀態(tài)電壓極性相反的電壓，或者向所述不同開關(guān)元件施加相對所述接通狀態(tài)電壓或者所述斷開狀態(tài)電壓極性相反的電壓。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種設(shè)備，其包括:多個用于獲取放射線圖像的攝像像素和多個檢測像素，其中，每一所述檢測像素都包括被配置成檢測放射線的入射的轉(zhuǎn)換元件和連接至用于檢測的轉(zhuǎn)換元件的開關(guān)元件；信號線，其共通連接至所述多個檢測像素的兩個以上的用于檢測的開關(guān)元件；驅(qū)動單元，其被配置成驅(qū)動共通連接至所述信號線的開關(guān)元件；以及控制單元，其被配置成控制所述驅(qū)動單元，從而使得在向共通連接至所述信號線的所述兩個以上的開關(guān)元件中的至少一個開關(guān)元件施加接通狀態(tài)電壓或者斷開狀態(tài)電壓的情況下，向與所述開關(guān)元件不同的用于檢測的開關(guān)元件施加相對所述接通狀態(tài)電壓或者所述斷開狀態(tài)電壓極性相反的電壓。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種設(shè)備，其包括:攝像像素和檢測像素，其中，所述攝像像素包括用于獲取放射線圖像的攝像轉(zhuǎn)換元件和與所述攝像轉(zhuǎn)換元件連接的、用于攝像的開關(guān)元件，所述檢測像素包括被配置成檢測放射線的入射的轉(zhuǎn)換元件和被配置成與所述轉(zhuǎn)換元件連接的開關(guān)元件；控制線，其被連接至用于攝像的開關(guān)元件；信號線，其被連接至所述開關(guān)元件，并且被配置成與所述攝像像素或者所述控制線重疊；驅(qū)動單元，其被配置成驅(qū)動用于攝像的開關(guān)元件和所述開關(guān)元件；以及控制單元，其被配置成驅(qū)動所述驅(qū)動單元，從而使得在向所述開關(guān)元件施加接通狀態(tài)電壓或者斷開狀態(tài)電壓的情況下，向用于攝像的開關(guān)元件施加相對所述接通狀態(tài)電壓或者所述斷開狀態(tài)電壓極性相反的電壓。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種設(shè)備，其包括:多個用于獲取放射線圖像的攝像像素和多個檢測像素，其中，所述每一檢測像素都包括被配置成檢測放射線的入射的轉(zhuǎn)換元件和連接至用于檢測的轉(zhuǎn)換元件的開關(guān)元件；驅(qū)動單元，其被配置成驅(qū)動所述開關(guān)元件；多個檢測區(qū)域，在各檢測區(qū)域中，配置所述多個檢測像素；控制單元，其被配置成控制所述驅(qū)動單元，以在不同時間驅(qū)動被配置在所述多個檢測區(qū)域的每一個中的多個檢測像素；以及獲取單元，其被配置成基于對從所述驅(qū)動單元所驅(qū)動的多個檢測像素中讀取的信號進行加法或平均化所獲得的值，來獲取所述多個檢測區(qū)域的每一個的放射線的入射量。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種放射線攝像設(shè)備的控制方法，其中，所述設(shè)備包括:檢測像素，其包括被配置成檢測放射線的入射的轉(zhuǎn)換元件和被配置成連接至用于檢測的所述轉(zhuǎn)換元件的開關(guān)元件；包括不同轉(zhuǎn)換元件和不同開關(guān)元件的不同像素，其中所述不同轉(zhuǎn)換元件連接至所述不同開關(guān)元件；信號線，其被共通連接至多個所述檢測像素的多個用于檢測的所述開關(guān)元件；以及驅(qū)動單元，其被配置成驅(qū)動所述不同開關(guān)元件和所述開關(guān)元件，其中，在向多個所述開關(guān)元件中的至少一個開關(guān)元件施加接通狀態(tài)電壓或者斷開狀態(tài)電壓的情況下，所述驅(qū)動單元向與所述至少一個開關(guān)元件不同的相異開關(guān)元件施加相對所述接通狀態(tài)電壓或者所述斷開狀態(tài)電壓極性相反的電壓，或者向所述不同開關(guān)元件施加相對所述接通狀態(tài)電壓或者所述斷開狀態(tài)電壓極性相反的電壓。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種放射線攝像設(shè)備的控制方法，其中所述設(shè)備包括:攝像像素，其被配置成獲取放射線圖像；檢測像素，其被配置成檢測放射線的入射，并且包括用于檢測的開關(guān)元件，其中所述開關(guān)元件被配置成輸出來自用于檢測的轉(zhuǎn)換元件的信號；信號線，其連接至所述開關(guān)元件；以及驅(qū)動單元，其被配置成驅(qū)動兩個以上的所述開關(guān)元件，其中，所述驅(qū)動單元使電壓在使所述開關(guān)元件切換成非導通狀態(tài)的斷開狀態(tài)電壓和使所述開關(guān)元件切換成導通狀態(tài)的接通狀態(tài)電壓之間逐漸變化。
[0012]通過以下參考附圖對典型實施例的說明，本發(fā)明的其它特征將顯而易見。
【附圖說明】
[0013]圖1示出根據(jù)第一典型實施例的放射線攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
[0014]圖2示出包括放射線攝像設(shè)備的放射線攝像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示例。
[0015]圖3A和3B各自示出根據(jù)第一典型實施例的放射線攝像設(shè)備的攝像像素。
[0016]圖4A和4B各自示出根據(jù)第一典型實施例的放射線攝像設(shè)備的檢測像素。
[0017]圖5示出根據(jù)第一典型實施例的放射線攝像設(shè)備的操作。
[0018]圖6示出根據(jù)第二典型實施例的放射線攝像設(shè)備的操作。
[0019]圖7示出根據(jù)第三典型實施例的放射線攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
[0020]圖8示出根據(jù)第三典型實施例的放射線攝像設(shè)備的檢測像素。
[0021]圖9示出根據(jù)第四典型實施例的放射線攝像設(shè)備的操作。
[0022]圖10示出根據(jù)第五典型實施例的放射線攝像設(shè)備的操作。
[0023]圖11示出根據(jù)第六典型實施例的放射線攝像設(shè)備的操作。
[0024]圖12示出根據(jù)第七典型實施例的放射線攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
[0025]圖13示出根據(jù)第七典型實施例的放射線攝像設(shè)備的操作。
[0026]圖14示出根據(jù)第八典型實施例的放射線攝像設(shè)備的操作。
[0027]圖15示出根據(jù)第九典型實施例的放射線攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
[0028]圖16示出根據(jù)第十典型實施例的放射線攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
[0029]圖17示出根據(jù)第十典型實施例的放射線攝像設(shè)備的操作。
[0030]圖18示出根據(jù)第十一典型實施例的放射線攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
[0031]圖19A和19B各自示出根據(jù)第十一典型實施例的放射線攝像設(shè)備的像素。
[0032]圖20示出放射線攝像設(shè)備的應(yīng)用示例。
【具體實施方式】
[0033]下面參考附圖詳細說明本發(fā)明的各種典型實施例、特征和方面。在各典型實施例中，術(shù)語“放射線”是指作為由于放射衰變而發(fā)射的粒子(包括光子)所產(chǎn)生的光束的α射線、β射線和Y射線等以及諸如X射線、粒子束和宇宙射線等的具有相同或者更尚振幅的能量的光束。
[0034]下面參考圖1說明第一典型實施例。圖1示出根據(jù)第一典型實施例的放射線攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)。盡管圖1示出設(shè)置9X9像素的示例，但是可以設(shè)置1000X1000像素，或者可以設(shè)置5000 X 5000像素。
[0035]圖1所示的放射線攝像設(shè)備200包括用于獲取放射線圖像的多個攝像像素I和多個檢測像素2。多個檢測像素2每一個都包括用于檢測的檢測轉(zhuǎn)換元件6和第二開關(guān)元件
7。檢測轉(zhuǎn)換元件6被配置成檢測放射線的入射。第二開關(guān)元件7與檢測轉(zhuǎn)換元件6連接。放射線攝像設(shè)備200至少還包括檢測信號線12、驅(qū)動單元52和控制單元55。
[0036]將配置在多個攝像像素I和多個檢測像素2中信號線10延伸的方向上的像素陣列稱為列方向，并且將配置在與列方向垂直的方向上的像素陣列稱為行方向。
[0037]攝像像素I是用于獲取放射線圖像的像素。攝像像素I每一個包括用于攝像的攝像轉(zhuǎn)換元件4和第一開關(guān)元件5。檢測像素2是具有用于檢測放射線的入射的功能的像素。檢測像素2每一個都包括攝像轉(zhuǎn)換元件4、第一開關(guān)元件5、檢測轉(zhuǎn)換元件6和第二開關(guān)元件7。因而，在本典型實施例中，檢測像素2具有用于檢測放射線的入射的功能以及用于獲取放射線圖像的功能。盡管說明了檢測像素2包括攝像轉(zhuǎn)換元件4、第一開關(guān)元件5、檢測轉(zhuǎn)換元件6和第二開關(guān)元件7的結(jié)構(gòu)，但是檢測像素2的結(jié)構(gòu)不局限于上述結(jié)構(gòu)。例如，檢測像素2可以僅包括檢測轉(zhuǎn)換元件6和第二開關(guān)元件7。在這種情況下，可以下面的方式設(shè)置檢測像素2的檢測轉(zhuǎn)換元件6:檢測轉(zhuǎn)換元件6具有與攝像像素I的攝像轉(zhuǎn)換元件4相同的大小。下面在第三典型實施例中進行詳細說明。用于攝像的開關(guān)元件對應(yīng)于本典型實施例中的第一開關(guān)元件5 ο此外，用于檢測的開關(guān)元件對應(yīng)于本典型實施例中的第二開關(guān)元件7。
[0038]攝像轉(zhuǎn)換元件4和檢測轉(zhuǎn)換元件6可以包括被配置成將放射線轉(zhuǎn)換成光的閃爍體(未示出)和被配置成將光轉(zhuǎn)換成電信號的光電轉(zhuǎn)換元件。閃爍體可以例如形成薄片的形狀以覆蓋攝像區(qū)域，并且被多個攝像像素I和多個檢測像素2共享?？蛇x地，攝像轉(zhuǎn)換元件4和檢測轉(zhuǎn)換元件6可以包括被配置成直接將放射線轉(zhuǎn)換成電信號的轉(zhuǎn)換元件。
[0039]第一開關(guān)元件5和第二開關(guān)元件7可以包括例如具有由諸如非晶硅、多晶硅